真正的AlO2-离子存在于哪里？ 第1页

这个问题各个平台都有讨论过，看来是暑假到了，这个问题又来了。

首先这类离子的存在形式非常复杂，有兴趣的话可以翻一下《无机化学丛书》第二卷。现在普遍接受的观点是稀溶液中大量存在的形式是Al(OH)₄⁻ 。

“稀溶液中大量存在的物种是Al(OH)₄⁻”不等于“AlO₂⁻完全是错的，或者说不存在”。首先，铝酸钠（无水）是存在的，因为所谓的“真实化学式”很复杂，一般就写成NaAlO₂或者Na₂O·Al₂O₃，而它的水溶液有时写成Na[Al(OH)₄] 或者Na[Al(OH)₄(H₂O)₂]。无水的铝酸钠熔融，或者加热高浓度的铝酸钠溶液时都可能出现AlO₂⁻^[1]。

《无机化学丛书》的表述如下：

这里要讲到一个学术争论——铝酸根离子的基本形态到底是什么？（丛书写于1990s，已经表明态度了。）

稀溶液以Al(OH)₄⁻的形式为主是1950s发现的，至于浓溶液中的形态则争论了很多年，一派就是支持偏铝酸的AlO₂⁻，另一派则认为是以二聚的(HO)₃Al-O-Al(OH)₃²⁻为主。

上图的中文来自李洁,陈启元,尹周澜,张平民《过饱和铝酸钠溶液结构性质与分解机理研究现状》，化学进展，2003，5.右边的英文是理论计算对稀溶液中不存在偏铝酸根的解释。简单说就是太小了，溶剂的稳定化作用很低，不如其他物种稳定。

对于主要内容停留在一百多年前的高中化学^[2]，这个内容真的太新了。而且二聚的假说完全没有“化学之美”，不简洁，不“本质”。弄得这么复杂，不如直接写NaAlO₂。现在改成Al(OH)₄⁻的教材也不多，可见争论还在。

开头也说了这类化合物的结构复杂得很，一些文献也不想卷入纷争，会同时列出两派的观点。

• p.s. 很多时候为了使文章更吸引眼球，类似的“新”观点会被拆解成有鼓动性的碎片，冠以“高中化学骗了你”“高中化学书是错的”的标题，这么做传播的是快了，但很多时候说法会变得片面。
• 比如“汞和硫反应需要碾磨”变成了“室温下硫和汞不反应”（之前讲过这事，当时至少有十几个完全没看回答尬怼的），“苯的共振解释”变成了“凯库勒结构式早已被淘汰，现在都用大π键”（现在把苯环里面画成圆的文章其实不多，这样画很难讨论机理或者稠环化合物），“铁离子配合物的颜色问题”变成了“黄色的铁离子不是真正的铁离子，真正的铁离子是紫色的”……
• 最后一个铁离子的问题和铝的问题类似，我也不知道“真正的铁离子”这个说法到底好不好。

最后重申一下个人观点：稀溶液中大量存在的物种是Al(OH)₄⁻，AlO₂⁻ 在特定的条件下可以存在。

参考

1. ^ https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/0010938X73900048
2. ^ （物理化学早期莱比锡学派使用简单的微积分公式研究化学反应，所以高中化学一般就讲到这之前，这几年补充的结构化学内容是跳过量子力学影响时期，直接上杂化论VSEPR之类的定性理论）